Многоканальный шифратор на триггерах Шмидта К561ТЛ1

Принципиальная схема

Микросхема представляет собой четверку двухвходовых элементов «И» с инверсией, передаточная характеристика которых имеет петлю гистерезиса. Опыт показывает, что использование в генераторах (вместо K561JIA7) этой микросхемы обеспечивает формирование импульсов прямоугольной формы более высокого качества. Кроме того, работоспособность сохраняется не до трех вольт, как это заявлено для большинства микросхем серии 561, а до 1,8 В. Это позволяет строить достаточно экономичные шифраторы с низковольтным питанием.

На рис. 2.45 представлена принципиальная схема восьмика-нального формирователя, обеспечивающего стандартные параметры импульсов командной посылки.

Тактовый генератор собран на элементах DD1.1, DD1.2. Он вырабатывает прямоугольные импульсы, период повторения которых определяется, в основном, постоянной времени цепи R1C2. Для восьмиканального варианта аппаратуры период повторения должен быть равен 20 мс. Регулировка периода осуществляется потенциометром R1. Отрицательный фронт генерируемых импульсов через дифференцирующую цепочку C3R4 запускает ждущий мультивибратор первого канального импульса, собранный на элементах DD2.1, DD2.2.

Принцип действия

Мультивибратор работает следующим образом. В исходном состоянии к выводу 12 DD2.1 подключено напряжение питания через резистор R4, что соответствует логической 1. На выводе 13 так же 1 с выхода инвертора DD2.2, так как его вход заземлен через потенциометр R5. Две единицы на входах DD2.1 обеспечивают нулевой потенциал на выводе 11, так как элемент снабжен инвертором. Обе обкладки конденсатора С4 находятся под нулевым потенциалом.

Состояние схемы устойчиво. Отрицательный импульс с выхода дифференцирующей цепи, подаваемый на вывод 12, эквивалентен логическому 0. Как следствие, на выводе И скачкообразно потенциал повышается до уровня 1. Начинается заряд конденсатора С4 через резистор R5. В первый момент зарядный ток максимален, и падение напряжения на резисторе R5 равно напряжению питания (логическая 1).

На выходе элемента DD2.2 скачкообразно устанавливается логический 0, который, будучи приложенным к выводу 13 DD2.1, надежно удерживает этот элемент в новом состоянии даже после окончания запускающего импульса на выводе 12. Схема находится в новом устойчивом состоянии до тех пор, пока напряжение на потенциометре R5, убывающее в процессе заряда конденсатора, не достигнет порога опрокидывания элемента DD2.2 (примерно половина напряжения питания).

В момент достижения этой величины на выводах 3 и 13 установится логическая 1, и схема вернется в исходное состояние. Конденсатор С4 разрядится через обнуленный вывод И микросхемы и резистор R5.

Длительность вырабатываемого на выводе 11 положительного импульса определяется сопротивлением потенциометра R5, ось которого связана с ручкой управления первого канала, и емкостью конденсатора С4. Своим задним фронтом этот импульс, через дифференцирующую цепь C6R7, запускает ждущий мультивибратор второго канального импульса, собранный на элементах DD2.3, DD2.4, и так далее, вплоть до восьмого.

Нижние по схеме элементы каждого ждущего мультивибратора инвертируют канальные импульсы таким образом, что их заднему фронту соответствуют положительные перепады напряжения. Короткие положительные всплески с выходов соответствующих дифференцирующих цепей (C5R6, C8R9 и т. д.), пройдя через диоды VD2, VD3—VD9, суммируются на резисторе R3. Сюда же через диод VD1 поступает положительный импульс, соответствующий переднему фронту первого канального импульса.

Через инвертор DDI.4 эти импульсы запускают нормализатор, собранный на элементе DD1.3 и интегрирующей цепочке C9R10. Каждый из коротких отрицательных импульсов, соответствующих границам между канальными импульсами, быстро разряжает конденсатор С9 через малое сопротивление открытого диода VD4.

На выводе 10 элемента DD1.3 устанавливается уровень логической единицы. Затем напряжение на конденсаторе начинает расти в результате его заряда через резистор R10. При достижении напряжения опрокидывания, на выходе DD1.3 устанавливается напряжение логического нуля. Длительность сформированного таким образом положительного импульса на выводе 10 выбрана равной 0,5 мс.

Сформированная последовательность подается на модулятор передатчика. Временной интервал до начала следующей команд ной посылки колеблется в пределах 4—12 мс и играет роль син-хропаузы, определяющей на приемной стороне момент начала каждой очередной посылки.

Стабилизатор напряжения DA1 обеспечивает неизменные значения длительностей вырабатываемых импульсов при разряде питающей батареи.

Изымая лишние ячейки ждущих мультивибраторов (начиная с последней), количество каналов можно менять от одного до восьми. Формирователь совместно с передатчиком удобно использовать для независимого одновременного управления четырьмя моделями, например при организации соревнований. Для каждой из моделей достаточно изготовить свой пульт управления, содержащий только два потенциометра, связанных с ручками управления.

Пульты должны соединятся двухпроводными кабелями с ко-мандоаппаратом, в котором размещается передатчик (один на всех) и собственно формирователь. Принцип выделения на каждой из моделей своих командных импульсов из общей командной посылки будет изложен при рассмотрении дешифраторов команд.

Детали и конструкция

Печатная плата формирователя приведена на рис. 2.46. Рассмотрен вариант для шифратора, содержащего только два канала. При необходимости увеличения их количества разработка печатной платы не вызовет затруднений, так как добавлять нужно будет узлы, аналогичные имеющимся в предлагаемом варианте.

На плате предусмотрено место для одного из вариантов передатчика. Конденсаторы С2, С4, С7, С9, участвующие в формировании временных интервалов, должны быть пленочными. СЮ — любой электролитический. Остальные конденсаторы могут быть керамическими (например КМ6). Микросхемы K561TJI1 можно заменить на K561JIA7, но при этом необходимо повысить питающее напряжение с 3 до 5 В.

Настройка

Настройка формирователя сводится к установке периода повторения командной посылки (потенциометр R1) и исходных длительностей канальных импульсов. Операции при этом полностью аналогичны описанным в предыдущем параграфе. При использовании формирователя в двухканальном варианте период повторения целесообразно уменьшить до 10 мс, что позволит уменьшить емкости конденсаторов в удлинителях импульсов приемной части аппаратуры. Для этой цели емкость конденсатора С2 необходимо снизить до 0,068 мкФ.

Днищенко В. А.  500 схем для радиолюбителей. Дистанционное управление моделями.  СПб.: Наука и техника, 2007. — 464 е.: ил.